Elektrokimyasal olarak metal nanoparçacık modifiye metal oksit elektrotlarının hazırlanması, karakterizasyonu ve biyosensör uygulamaları

Nanoparçacıklar ve nanomalzemeler, enerji, kataliz, elektrokimya, elektronik ve sensörler gibi uygulama alanlarına sahip fonksiyonel malzemeler olduğundan büyük ilgi görmektedir. Oksijen indirgeme reaksiyonu (ORR), yakıt pilleri ve metal hava pilleri gibi çeşitli temiz yenilenebilir enerji dönüşümünün performansının kontrol edilmesinde önemli bir süreçtir. Değerli metallerin nanoparçacıkları ve metal oksitlerin bir araya gelmesi ORR için etkin bir elektrokatalizör özellik gösterir. Bu çalışmada, çok duvarlı karbon nanotüpler (MWCNT) üzerine mangan ve vanadyum oksit (MnOx-VOx) filmler pulslu birikimle sentezlendi ve sonra glikoz biyosensörü için MnOx-VOx film üzerine metal nanopartiküller ile modifiye edilerek çalışma elektrodu oluşturuldu (MNPs/MnOx-VOx/CNT/GCE). Glikoz oksidaz (GOx) enzimi MNPs/MnOx-VOx/CNT/GCE nanokompozit üzerine immobilize edildi. Modifiye edilen biyosensörün elektrokimyasal performansı, döngüsel voltammetri ve amperometri kullanılarak incelendi. Modifiye elektrotlar taramalı elektron mikroskobu (SEM), yüksek çözünürlüklü geçişli elektron mikroskop (HRTEM), X-ışını fotoelektron spektroskopi (XPS), X-Işını kırınımı (XRD) teknikleriyle karakterize edildi. Amperometrik glikoz tayini için GOx ve altın nanopartikül modifiye MnOx-VOx nanokompozit elektrotlar kullanıldı. Elde edilen sonuçlar diğer modifiye elektrotlarla karşılaştırıldı. Glikoz tayini için yeni bir elektrokimyasal biyosensör platformu oluşturuldu. Glikoz biyosensörü hazırlanırken çözünmüş oksijen genellikle enzimatik tepkimeler sırasında tüketilir. Glikoz sensörü için optimum pH olarak 5,17 olarak ölçüldü. Au3+ derişimi 1,0 mM olarak seçildi. Metal iyonu döngü sayısı ise 15 olarak belirlendi. Glikozoksidaz enzim miktarı 1 mg olarak belirlendi. Glikoz biosensörü için kalibrasyon grafiği optimum koşullar altında 0,1 mM – 1,0 mM aralığında elde edildi. Glikoz sensörü için girişim çalışmaları (fruktoz, galaktoz, mannoz, askorbik asit, vb.) yapıldı. Ayrıca hazırlanan yeni sensör platformun günler içi ve günler arası tekrarlanabilirlik çalışması test edildi. Geliştirilen yeni biyosensör platform glikoz serum örneğinde doğruluğu test edildi. Ayrıca, yöntem gazoz ve elma suyu örnekleri analizinde başarı ile uygulandı.